Aardolieraffinage: verschil tussen versies

Ruwe [[aardolie]] wordt hierdoor raffinage gescheiden in een aantal verschillende bestanddelen (fracties) met oplopend [[molecuulgewicht]]. Dit geschiedt door een bijzondere vorm van [[destillatie]], die [[fractionatie]] wordt genoemd. Ook worden onzuiverheden uit de aardolie verwijderd. De hierbij ontstane producten dienen hetzij als brandstof, hetzij als basisgrondstof voor tal van producten ([[petrochemie]]), hetzij als smeermiddel of als grondstof voor de wegenbouw, of dakbedekking, enzovoort.

Hoewel destillatieprocessen al enige tijd in gebruik waren in onder meer de farmaceutische industrie en bij de verwerking van [[steenkoolteer]], was met de destillatie van ruwe aardolie nog nauwelijks ervaring opgedaan. Ruwe aardolie bestondbestaat immers uit een mengsel van [[koolwaterstof]]fen met oplopend molecuulgewicht. De oervorm van de aardolieraffinaderij kwam tot stand door de Amerikaan [[Samuel Kier]] in 1855. Het was niet meer dan een vat waarvan de inhoud op dezelfde wijze werd gedestilleerd als gebruikelijk in de alcoholindustrie. Het betrof een [[batchproces]] waarbij met het energetisch rendement nauwelijks rekening werd gehouden. Doel was de winning van [[kerosine]], dat onder meer als lampolie ([[petroleum]]) werd ingezet. De lichtere fracties, voornamelijk [[benzine]], werden als schadelijk en gevaarlijk ervaren. Het [[residu (scheikunde)|residu]] werd niet verder gefractioneerd, maar gewoonlijk verkocht als brandstof ([[gasolie]]).

Terwijl in Amerika weinig aandacht aan het energetisch rendement en aan de opbrengst werd besteed, omdat er aardolie in relatief grote hoeveelheden werd gewonnen, begon men in Europa aandacht aan dit probleem te schenken. Daar was de brandstof schaars en duur.

Naast destillatie werden nog andere methoden ontwikkeld om de aardolieproducten te bewerken. Hiertoe behoordebehoort het zuiveren van [[smeerolie]] met behulp van [[zwavelzuur]], waarna de zuurresten met water en [[natronloog]] werdenworden uitgewassen. De methode werd in 1854 door Gesner gepatenteerd. Ook zuiveringsmethoden met behulp van [[bleekaarde]] en actieve koolstof ([[houtskool]] of [[beenzwart]]) werden toegepast, bijvoorbeeld voor de zuivering van [[paraffine]] (1868).

Een belangrijk kenmerk van een aardolieraffinaderij is haar ''flexibiliteit''. Dit houdt in dat de raffinaderij in staat moet zijn om verschillende soorten ruwe aardolie — die sterk in samenstelling kunnen verschillen — te verwerken en tevens om, afhankelijk van de vraag, de gewenste producten in de juiste verhouding te kunnen leveren. Aangezien de samenstelling van de ruwe olie gegeven is, en slechts beïnvloed kan worden door de diverse soorten te mengen, heeft men ook getracht processen te ontwikkelen waarbij de ene fractie in de andere kan wordenwordt omgezet. Van belang hierbij is het [[Kraken (scheikunde)|kraken]], waarbij met behulp van een [[katalysator]] (katalytisch kraken), en waterstof (hydrocracking) de zwaardere koolwaterstoffen in lichtere koolwaterstoffen worden omgezet, bijvoorbeeld met als doelstelling om de opbrengst aan benzine te vergroten. Werden deze processen al vanaf het eind van de 19e eeuw ontwikkeld, processen als [[katalytische reforming]] (met [[platina]] als katalysator) ontstonden vanaf 1940. Dit had mede te maken met de toegenomen behoefte aan benzine tijdens de [[Tweede Wereldoorlog]]. Hierbij werd nafta omgezet in complexere verbindingen, zoals [[aromatische verbinding]]en en vertakte ketens ([[isomerisatie]]). Dit leverde niet alleen benzines met een hoog [[octaangetal]] op, doch bovendienmaar ook grondstoffen voor de petrochemische industrie.

Onder [[hydrotreating]] verstaan we zuivering onder invloed van [[Diwaterstof|waterstofgas]]. Hierbij worden [[heteroatoom|heteroatomen]] uit de ruwe aardoliefracties verwijderd door een reactie met waterstof, waarbij de [[koolstof|C]]-[[zwavel|S]]-, C-[[stikstof (element)|N]]- en de C-[[zuurstof (element)|O]] -verbindingen worden gebroken. Het doel van hydrotreating is:

Vooral gasolie bevat veel zwavel. Indien deze niet wordt verwijderd treedt er luchtvervuiling op met SO₂ dat zorgt voor zure regen. Deze zwavel moet bovendien verwijderd worden omdat anders een product als bijvoorbeeld [[nafta (koolwaterstof)|nafta]] anders onbruikbaar is voor verdere bewerking. De zwavel zit ingebed in zogenaamde [[thiol]]groepen. Door toevoeging van o.a.onder andere [[Waterstof (element)|waterstof]] en een [[katalysator]] wordt de zwavel uit de thiolen gehaald en omgezet in [[waterstofsulfide]] dat op zijn beurt weer kan worden verwerkt tot elementair zwavel of [[gips]].

Onder invloed van een katalysator worden twee of meerdere olefinemoleculen aan elkaar gekoppeld. Het bekomen reactieproduct bestaat uit een mengsel van isomeren die slechts 1één dubbele binding bevatten. Ze hebben doorgaans een hoger octaangetal dan paraffinehomologen.